濒危砖石质文物的盐结晶破坏及调控机制的研究

Because of non-reproducibility, the conservation of historic brick and stone remains is an urgent, difficult and significant task. It is necessary to do something to the decaying remains, such as protecting, preserving and repairing, for mitigation of weathering damage basing on the sound sense of a weathering factor and its acting mechanism. At present, most of the taken measures are after-only treatments, and the use of protective materials is on the hit-on-risk basis lacking of design in advance. In this work, the mechanism and control of salt crystallization damage is researched thoroughly in view of the theory of crystal growth and rock weathering. As the way to deal with this situation, some projects are carried out to control the crystallization damage of salt. First, the salt crystallization damage is researched thoroughly from two points of view, thermodynamics and dynamics, for discovering the mechanism of salt crystallization damage. Second, some effective crystallization inhibitors are designed and invented. The salt damage is reduced by using of the crystallization inhibitors. Third, the substrate materials, brick and stone, are modified to change the ambient condition and control the generation of salt crystallization. As a result, it is on purpose to achieve an ideal status of relic's conservation, protecting in advance and designing on the rational basis.

濒危砖石质文物是不可再生的珍贵文化遗产，其保护工作迫切、艰巨，意义重大。为此，必须清楚文物风化的因素与破坏机理，采取有效的防护、保养、修缮的技术手段。目前，采用的保护措施大多属于事后处理，保护材料的使用也多试验性的，缺乏预见设计。本项目，基于晶体生长及地球表层演化理论，深入探讨砖石文物的盐结晶破坏机理，并有针对性地进行盐结晶破坏的调节和控制研究，主要包括：（1）进行盐结晶的热力学及动力学行为的研究，揭示盐结晶破坏的根本机理；（2）有针对性地设计合理的盐结晶抑制剂，通过加入盐结晶抑制剂，降低盐结晶的破坏；（3）对基底材料改性修饰，改变结晶的介质环境，控制盐结晶的发生。为真正实现文物保护的"预防性保护、理性设计"的理念奠定基础和提供思路。

濒危砖石质文物是不可再生的珍贵文化遗产，其保护工作迫切、艰巨，意义重大。为此，必须清楚文物风化的因素与破坏机理，采取有效的防护、保养、修缮的技术手段。目前，采用的保护措施大多属于事后处理，保护材料的使用也多试验性的，缺乏预见设计。. 本项目，基于晶体生长及地球表层演化理论，深入探讨砖石文物的盐结晶破坏机理，并有针对性地进行盐结晶破坏的调节和控制研究，主要包括：1）研究濒危砖石质多孔文物的盐结晶风化机理。2）确定较佳的盐结晶抑制剂的合成方法；3）完善的砖石质多孔文物的预防性保护处理的方法。. 通过研究，得到如下结果和结论：. （1）在常见的可溶性盐中硫酸钠盐具有较强的破坏作用，这与硫酸盐的结晶强度、结晶部位、晶体形貌等因素有关。在不同种类的石材中，石灰岩的盐结晶风化最敏感。. （2）无机材料亚铁氰化钠、亚铁氰化钾和有机材料聚天冬氨酸钠、聚丙烯酸钠、聚环氧琥珀酸以及二乙烯三胺五甲叉磷酸（DTPMPA）等，都能够较好地抑制可溶盐结晶。. （3）对材料的表面能、粘滞功等热力学参数的测量和计算，能够直接得出材料对石材的保护效果数据，对石材保护剂的仿生合成具有指导意义。. （4）通过结晶抑制剂的应用，利用溶胶-凝胶法，在室温下方便简单地在石材表面形成了透明的保护效果良好的纳米光催化保护材料TiO2。. （5）通过在文物保护工程现场，直接使用我们的保护材料，墓室中石壁上的文字已模糊的墓志，清晰显现，得到了辨识，表明了我们的保护材料和技术的实际应用价值，以及运用的前景。